用于燃料电池车辆的热管理系统技术方案

提供了一种用于燃料电池车辆的热管理系统，该热管理系统可以小型化并且可以在燃料电池车辆中通过集成热管理零件具有减少的重量。具体地，新类型的热管理系统集成壳体，在该壳体中，泵壳体部的壳体、三通阀流体部分的壳体、以及在用于燃料电池车辆的热管理系统的部分之间的支路通道集成到单个结构以减少总系统的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】用于燃料电池车辆的热管理系统相关申请的交叉引用本申请要求于2013年12月31日提交的韩国专利申请第10_2013_0168543号的权益，通过引用将其全部结合在此。
本公开内容涉及一种用于燃料电池车辆的热管理系统。更具体地，本公开内容涉及可以通过将热管理零件集成在燃料电池车辆中而具有减少的重量且被小型化的热管理系统。
技术介绍
通常，燃料电池(其作为将燃料能量直接转换为电能的设备)是由具有电解质布置介入其间的包含阳极和阴极的电极对组成的系统。因此，燃料电池通过离子化燃料气体的电化学反应获得电解质和热量。燃料电池的一种类型是聚合物电解质膜燃料电池。具体地，聚合物电解质膜燃料电池可以具有高电流密度、低运行温度、较少的腐蚀和电解质损耗、以及高输出密度。由于其简单结构，这些类型的燃料电池也可以模块化。因此，在过去的几十年中，已经积极进行用于将聚合物电解质膜燃料电池应用为车辆动力源的研宄。现在，应用于燃料电池车辆的燃料电池系统包括:燃料电池组，从反应气体的电化学反应中产生电能；氢气供应设备，被配置将氢气作为燃料供给至燃料电池组；空气供给设备，被配置为将包括氧气的空气作为用于电化学反应所需要的氧化剂供给至燃料电池组；热管理系统，被配置为通过从电池组等发出/散发作为燃料电池组的电化学反应副产物的热量来最优地控制燃料电池组的运行温度。在燃料电池系统中，燃料电池的效率接近于50 %，因此输出多少的能量也发出多少的热量。因此，在燃料电池的使用期间产生大量的热。具体地，为了允许足够的使用寿命和性能并且获得稳定的输出状态，聚合物电解质膜燃料电池应当保持在接近于25°C (正常温度)至80°C的范围内的温度t处。例如，在燃料电池系统中的燃料电池组通常从氢气和氧气的电化学反应产生电能并且发出作为反应副产物的热和水。因此，为了防止燃料电池组的温度在燃料电池系统中上升，通常采用热管理系统以冷却燃料电池组和系统内其他部件。通常，为了将燃料电池组维持在最佳的温度范围内，热管理系统通过在燃料电池组内的冷却水通道通过循环水来总体上冷却燃料电池组。具体地，热管理系统总体上包括:冷却水管路，连接在燃料电池组和散热器之间以循环冷却水；支路管路(bypass line，旁路管路)和三通阀，被安装以围绕散热器使冷却水分支；泵，通过冷却水管路抽冷却水；加热器，加热冷却水；等等。然而，在用于燃料电池车辆的热管理系统中，总体上独立开发零件并且因此增加零件的数量和组装热管理系统所需的工时。此外，这些系统通常产生许多死空间。这使实现由车辆制造需要的热管理系统的需要的小型化和重量减少同时依然确保热管理系统的性能和耐用性变得困难。例如，难以减少在泵管和三通阀之间的连接空间。由于这些零件之间，这个连接空间增加差速压力(differential pressure，差压)也减少流动速率和冷却性能等。在本
技术介绍
部分中公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的
技术介绍
的理解，并且因此可能包括不形成该国中本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开内容提供了用于燃料电池车辆的热管理系统，该系统通过实现泵流体部的壳体、三通阀流体部的壳体、以及用于燃料电池车辆的热管理系统的支路通道集成在其中的新型的热管理系统(TMS)集成壳体，能够实现热管理系统的小型化和重量减少并且增强热管理系统的性能和耐用性的水平。为了实现以上目标，根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池车辆的热管理系统具有以下特征。在一方面，本公开内容提供了用于燃料电池车辆的热管理系统，包括:散热器，被配置为冷却流体；流体管路，被配置为在散热器和燃料电池组之间循环流体；支路通道，被配置为围绕散热器使流体分支；泵，循环流体；以及三通阀，被配置为在流体管路和支路通道之间切换流体流动通道。具体地，该系统也包括TMS集成壳体，被配置为设置在连接至其连接至燃料电池组出口和散热器入口的流体入口和流体出口的泵壳体部、连接至其连接至散热器出口和燃料电池组入口的流体入口和流体出口的三通阀壳体部、和在泵壳体部和三通阀壳体部之间连接的支路通道内。因此，用于燃料电池车辆的热管理系统通过在TMS集成壳体中整体形成零件的壳体部可以小型化并且可以具有减少的重量。在优选实施方式中，在TMS集成壳体内连接至三通阀壳体部的支路通道的排出部可以连接至加热器壳体部以经由加热器壳体部将离开支路通道的流体传输至三通阀壳体部。在另一优选实施方式中，TMS集成壳体内的泵壳体的前端可以连接至气泡分离贮液器，该气泡分离贮液器分离气泡以经由气泡分离贮液器将通过流体入口引入的流体传输至泵壳体。在又一优选实施方式中，气泡分离贮液器可以包括在膨胀流体时将气泡发送至壳体外部并且在流体收缩时将流体引入其内部的阀门。根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池车辆的热管理系统具有以下优点。首先，可能实现小型化和重量减少，使得能够从系统移除软管和/或导管。此外，能够通过集成热管理零件减少在整个系统中导管的量。第二，可能通过集成热管理零件确保系统的恒定性能和耐用性。第三，可能通过集成热管理零件减少零件的数量和组装系统所需工时。因此，根据本公开内容的示例性实施方式，由于通过集成蜗壳、软管通道和三通阀来移除不必要的软管和导管，可能减少在系统内的差速压力(differential pressure)和系统所需的空间量。【附图说明】现将参考附图示出的某些示例性实施方式详细描述本公开内容的上述特征及其他特征，该附图在下文中仅以说明性的方式给出并因此不限制本公开内容，并且其中:图1是示意性地示出了根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池车辆的热管理系统的示图；图2是示意性地示出了根据本公开内容的另一示例性实施方式的用于燃料电池车辆的热管理系统的不图；图3是示意性地示出了根据本公开内容的又一示例性实施方式的用于燃料电池车辆的热管理系统的不图；图4A至图4D是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池车辆的热管理系统的一种实现方式实施例的立体图；并且附图中列出的参考标号包括如在下文中进一步所讨论的下列元件的参考:10:散热器 11:燃料电池组12:流体管路 13:支路通道14:泵60:三通阀16a，16b:流体入口17a，17b:流体出口18:泵壳体部 19:三通阀壳体部20:TMS集成壳体 21:加热器壳体部22:气泡分离贮液器 23:阀门(压盖)24:加热器 25:连接通路部分应当理解的是，附图不一定按比例绘制，呈现了示出本专利技术基本原理的各种优选特征的有些简化的表示。本文所公开的、包括诸如特定的尺寸、方向、位置、以及形状的本专利技术的特定设计特征将由特定的期望应用和使用环境来部分确定。在附图中，贯穿附图中的几幅图，参考标号指代本专利技术的相同或等同部分。【具体实施方式】 现在将在下文中详细地参考本公开内容的各个实施方式，在附图中示出其实例并且描述如下。虽然将结合示例性实施方式描述本专利技术，但是应当理解，本说明书不旨在将本专利技术限定于那些示例性实施方式。相反地，本专利技术旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且涵盖包含在由所附权利要求限定的本专利技术的实质和范围内的各种可替代物、修改、等同物以及其他实施方式。应当理解，本文中所使用的术语“车辆(vehicle) ”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃料电池车辆的热管理系统，包括：散热器，被配置为对流体进行冷却；流体管路，被配置为在所述散热器和燃料电池组之间循环所述流体；支路通道，被配置为使所述流体分支；泵，被配置为循环所述流体；三通阀，被配置为在所述流体管路和所述支路通道之间切换流体路径；以及热管理系统(TMS)集成壳体，包括泵壳体部，三通阀壳体部，以及在所述泵壳体部和所述三通阀壳体部之间连接的所述支路通道，其中，所述泵壳体部连接至分别连接至所述燃料电池组的出口和所述散热器的入口的流体入口和流体出口，所述三通阀壳体部连接至被连接至所述散热器的出口和所述燃料电池组的入口的所述流体入口和所述流体出口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李旼奎，朴勋雨，李承镛，罗盛煜，南起荣，韩秀东，金炯国，金学九，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR